高考物理分題型多維刷題卷專題12之09 探究平拋運(yùn)動的特點（原卷版）

專題06探究平拋運(yùn)動的特點1.“描跡法”實驗設(shè)計利用實驗室的斜面小槽等器材裝配如圖所示的裝置。鋼球從斜槽上滾下，通過水平槽飛出后做平拋運(yùn)動。每次都使鋼球從斜槽上同一位置由靜止釋放，鋼球每次在空中做平拋運(yùn)動的軌跡就相同。設(shè)法用鉛筆描出小球經(jīng)過的位置。通過多次實驗，在豎直白紙上記錄鋼球經(jīng)過的多個位置，用平滑的曲線將各點連接起來，從而得到鋼球做平拋運(yùn)動的軌跡。這樣我們就可以利用運(yùn)動軌跡研究平拋運(yùn)動的性質(zhì)，確定平拋運(yùn)動中的各個物理量。2.實驗步驟(1)安裝調(diào)整斜槽：將固定有斜槽的木板放在實驗桌上，用平衡法檢查斜槽末端是否水平，即將小球放在斜槽末端的直軌道上，小球若能靜止在直軌道上的任意位置，則表明斜槽末端已調(diào)水平。(2)安裝調(diào)整豎直木板：用圖釘把坐標(biāo)紙釘在豎直木板上，并用懸掛在槽口的重垂線檢查坐標(biāo)紙上的豎直線是否豎直，然后固定豎直木板，保證在重復(fù)實驗的過程中，木板與斜槽的相對位置保持不變。(3)確定坐標(biāo)原點及坐標(biāo)軸：選定斜槽末端處小球球心在木板上的點為坐標(biāo)原點O，從坐標(biāo)原點O畫出豎直向下的y軸和水平向右的x軸。(4)描繪運(yùn)動軌跡：讓小球從斜槽的某一固定位置由靜止?jié)L下，并從O點開始做平拋運(yùn)動，先用眼睛粗略地確定小球在某一x值處(如x=1cm)的y值，然后使小球從開始時的位置滾下，在粗略確定的位置附近，用鉛筆較準(zhǔn)確地確定小球通過的位置（小球剛好經(jīng)過鉛筆尖處），并在坐標(biāo)紙上記下這一點，以后依次改變x的值，用同樣的方法確定其他各點的位置。取下坐標(biāo)紙，用平滑的曲線把這些點連接起來，就得到小球做平拋運(yùn)動的軌跡。3.數(shù)據(jù)處理(1)已知拋出點O：在軌跡上任取一點，測出對應(yīng)的x、y，由和得。(2)未知拋出點：①在軌跡上取兩點A、B，使。②測出、。③由于平拋運(yùn)動水平方向上為勻速直線運(yùn)動，。則物體從O到A和從A到B時間相同，設(shè)為T，則，得。典例1：（2022·浙江·高考真題）在“研究平拋運(yùn)動”實驗中，以小鋼球離開軌道末端時球心位置為坐標(biāo)原點O，建立水平與豎直坐標(biāo)軸。讓小球從斜槽上離水平桌面高為h處靜止釋放，使其水平拋出，通過多次描點可繪出小球做平拋運(yùn)動時球心的軌跡，如圖所示。在軌跡上取一點A，讀取其坐標(biāo)（x0，y0）。①下列說法正確的是_______。A．實驗所用斜槽應(yīng)盡量光滑B．畫軌跡時應(yīng)把所有描出的點用平滑的曲線連接起來C．求平拋運(yùn)動初速度時應(yīng)讀取軌跡上離原點較遠(yuǎn)的點的數(shù)據(jù)②根據(jù)題目所給信息，小球做平拋運(yùn)動的初速度大小v0=_______。A．B．C．D．③在本實驗中要求小球多次從斜槽上同一位置由靜止釋放的理由是_______。典例2：（2021·全國·高考真題）某同學(xué)利用圖（a）所示裝置研究平拋運(yùn)動的規(guī)律。實驗時該同學(xué)使用頻閃儀和照相機(jī)對做平拋運(yùn)動的小球進(jìn)行拍攝，頻閃儀每隔發(fā)出一次閃光，某次拍攝后得到的照片如圖（b）所示（圖中未包括小球剛離開軌道的影像）。圖中的背景是放在豎直平面內(nèi)的帶有方格的紙板，紙板與小球軌跡所在平面平行，其上每個方格的邊長為。該同學(xué)在實驗中測得的小球影像的高度差已經(jīng)在圖（b）中標(biāo)出。完成下列填空：（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）（1）小球運(yùn)動到圖（b）中位置A時，其速度的水平分量大小為___________，豎直分量大小為___________；（2）根據(jù)圖（b）中數(shù)據(jù)可得，當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊拇笮開__________。1．（2022·浙江寧波·模擬）（1）以下三個實驗中，用到“控制變量”實驗方法的是______（單選）；A．“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”B．“探究平拋運(yùn)動的特點”

C．“研究自由下落物體的機(jī)械能”（2）下列器材中，上述三個實驗都需要用到的是______（單選）；A．

B．

C．D．（3）如圖所示，某同學(xué)做“探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律”實驗，關(guān)于該同學(xué)的實驗操作，下列改進(jìn)建議合理的是______（多選）。A．適當(dāng)增加細(xì)繩的長度

B．適當(dāng)增大兩細(xì)繩間的夾角C．適當(dāng)增大彈簧測力計的拉力

D．盡量減少彈簧測力計外殼與桌面間的摩擦2．（2022·海南·樂東黎族自治縣樂東中學(xué)模擬）（1）某同學(xué)設(shè)計了一個探究平拋運(yùn)動軌跡的家庭實驗裝置，如圖所示讓一個水平桌面靠近墻面，在墻上附上白紙和復(fù)寫紙，在水平桌面上固定放置一個斜面，每次都讓鋼球從斜面上滾下，滾過桌邊后鋼球做平拋運(yùn)動，最終打在墻上，記錄鋼球的落點。改變桌子和墻之間的距離，就可以得到多組數(shù)據(jù)，從而可以得到平拋運(yùn)動的軌跡。不計空氣阻力，重力加速度取。①關(guān)于該實驗，以下說法中正確的是______（填選項前的字母序號）A．必須保證鋼球每次從同一位置由靜止?jié)L下B．必須保證水平桌面和斜面是光滑的C．必須保證斜面底端與桌邊的距離不變②為了得到平拋運(yùn)動的軌跡，必須測量的物理量包括______（填選項前的字母序號）A．桌子右邊緣和墻之間的距離B．鋼球的質(zhì)量C．桌面距地面的高度（2）在用圖1所示的實驗裝置研究勻變速直線運(yùn)動的實驗中，正確操作后得到如圖2所示的一條紙帶。紙帶上為選取的7個計數(shù)點，每相鄰兩個計數(shù)點之間還有4個點沒有畫出，打點計時器所接電源的頻率是50Hz。現(xiàn)測得兩點之間的距離為=2.78cm，兩點之間的距離為=15.98cm?；卮鹣铝袉栴}：①相鄰計數(shù)點間的時間間隔為______s。②當(dāng)打點計時器打下計數(shù)點時，小車的瞬時速度為=______m/s。（計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）③根據(jù)紙帶求得小車的加速度大小為=______m/s2?！敬鸢浮?/p>

（1）AC

A

（2）

3．（2022·廣東惠州·模擬）在地球上用如圖甲所示裝置研究平拋運(yùn)動的規(guī)律。懸點O正下方P點處有水平放置的刀片，當(dāng)懸線擺至P點處時能輕易被割斷，小球由于慣性向前飛出做平拋運(yùn)動?，F(xiàn)對小球采用頻閃數(shù)碼照相機(jī)連續(xù)拍攝。在有坐標(biāo)紙的背景屏前，拍下了小球在平拋運(yùn)動過程中的多張照片，經(jīng)合成后，照片如圖乙所示。a、b、c、d為連續(xù)四次拍下的小球位置，已知照相機(jī)連續(xù)拍照的時間間隔是。照片大小如圖中坐標(biāo)所示，又知該照片的長度與實際背景屏的長度之比為，則：（1）由已知信息，可知a點___________（選填“是”或“不是”）小球的拋出點。（2）由已知信息，若不計其他阻力，可以算出小球做平拋運(yùn)動的初速度是________。（保留兩位有效數(shù)字）（3）由已知信息，可以推算出地球表面的重力加速度為________（保留兩位有效數(shù)字）4．（2022·海南·昌江黎族自治縣礦區(qū)中學(xué)二模）在“研究平拋運(yùn)動”的實驗中，可以描繪出小球平拋運(yùn)動的軌跡，實驗的簡要步驟如下：A．讓小球多次由靜止從斜槽上的___________（選填“同一”或“不同”）位置滾下，記下小球碰到鉛筆筆尖的一系列位置。B．按圖1安裝好器材，注意調(diào)整斜槽末端沿___________方向，記下平拋初位置O點和過O點的豎直線。C．取下白紙，以O(shè)為原點，以豎直線為y軸建立坐標(biāo)系，用平滑曲線畫出平拋運(yùn)動物體的軌跡。D．完成上述步驟，將正確的答案填在橫線上。E．上述實驗步驟A、B、C的合理順序是___________。F．某同學(xué)在做平拋運(yùn)動實驗時得到了如圖2中的運(yùn)動軌跡，a、b、c點的位置在運(yùn)動軌跡上已標(biāo)出。則：小球平拋的初速度為___________m/s。（g=10m/s2，計算結(jié)果保留一位有效數(shù)字）5．（2022·山東師范大學(xué)附中模擬）利用智能手機(jī)自帶的各種傳感器可以完成很多物理實驗。某同學(xué)利用如圖所示的實驗裝置，結(jié)合手機(jī)的傳感器功能測定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋瑢嶒灢襟E如下：I．實驗前用游標(biāo)卡尺測出小球的直徑d=5.00mm；II．實驗裝置中固定軌道AB的末端水平，在軌道末端安裝一光電門，光電門通過數(shù)據(jù)采集器與計算機(jī)相連，測量小球離開軌道時的速度。將小球從軌道的某高度處由靜止釋放，小球運(yùn)動一段時間后，打到豎直記錄屏MN上，記下落點位置。然后通過手機(jī)傳感器的測距功能，測量并記錄小球做平拋運(yùn)動的水平距離x和豎直下落距離h；III．多次改變屏MN與拋出點B的水平距離x，使小球每次都從軌道的同一位置處由靜止釋放，重復(fù)上述實驗，記錄多組x、h數(shù)據(jù)，如下表所示實驗順序12345x（cm）10.015.020.025.030.0x2（×10-2m2）1.002.254.006.259.00h（cm）4.8710.9519.5030.5243.91請根據(jù)上述數(shù)據(jù)，完成下列問題：（1）在答題卡給定的坐標(biāo)紙上做出的圖像；_______（2）若光電計時器記錄的平均遮光時間，根據(jù)上述圖像求得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮=______m/s2（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）；（3）若實驗中，每次記錄的h值均漏掉了小球的半徑，按照上述方法計算出的重力加速度大小與真實值相比_______。（選填“偏大”“偏小”或“不變”）。6．（2022·北京西城·二模）某同學(xué)做“探究平拋運(yùn)動的特點”實驗。（1）該同學(xué)先用圖1所示的器材進(jìn)行實驗。他用小錘打擊彈性金屬片，A球就水平飛出，同時B球被松開，做自由落體運(yùn)動，改變小球距地面的高度和打擊小球的力度，多次重復(fù)實驗，均可以觀察到A、B兩球同時落地。關(guān)于本實驗，下列說法正確的是()A．實驗現(xiàn)象可以說明平拋運(yùn)動在水平方向上是勻速直線運(yùn)動B．實驗現(xiàn)象可以說明平拋運(yùn)動在豎直方向上是自由落體運(yùn)動C．實驗現(xiàn)象可以同時說明平拋運(yùn)動在兩個方向上的運(yùn)動規(guī)律（2）為了在（1）實驗結(jié)論的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究平拋運(yùn)動的規(guī)律，該同學(xué)用圖2所示的器材繼續(xù)進(jìn)行實驗，描繪出小球做平拋運(yùn)動的軌跡。如圖3所示，以小球的拋出點O為原點，水平方向為x軸，豎直方向為y軸建立坐標(biāo)系。該同學(xué)在軌跡上測量出A、B、C三點的坐標(biāo)分別為、和。如果坐標(biāo)滿足___________關(guān)系，說明小球拋出后在O、A、B、C相鄰兩點間運(yùn)動經(jīng)歷了相等的時間間隔。同時，如果坐標(biāo)還滿足___________關(guān)系，那么證明小球的水平分運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動。（3）某同學(xué)設(shè)計了一個探究平拋運(yùn)動的家庭實驗裝置。如圖4所示，在一個較高的塑料筒側(cè)壁靠近底部的位置鉆一個小孔，在小孔處沿水平方向固定一小段吸管作為出水口。將塑料筒放在距地面一定高度的水平桌面上，在筒中裝入一定高度的水，水由出水口射出，落向地面，測量出水口到地面的高度y和水柱的水平射程x。在實驗測量的過程中，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)測量水柱的水平射程x時，若測量讀數(shù)太慢，x的數(shù)值會變化。a.請分析水平射程x的數(shù)值變化的原因。()b.為了減小實驗誤差，應(yīng)選用直徑較大的容器，還是直徑較小的容器？請說明判斷依據(jù)。()7．（2022·重慶·模擬）用如圖甲所示裝置研究平拋運(yùn)動。將白紙和復(fù)寫紙對齊重疊并固定在豎直的硬板上。小球沿斜槽軌道PQ滑下后從Q點飛出，落在水平擋板MN上。由于擋板靠近硬板一側(cè)較低，小球落在擋板上時，小球側(cè)面會在白紙上擠壓出一個痕跡點。移動擋板，重新釋放小球，如此重復(fù)，白紙上將留下一系列痕跡點。（1）下列實驗條件必須滿足的有____________。A．斜槽末端可以不水平B．每次從斜槽上相同的位置由靜止釋放小球C．在描繪小球的運(yùn)動軌跡時，實驗所得的相鄰兩點均應(yīng)用直線連接起來（2）圖乙是實驗所得的一部分坐標(biāo)紙，測得小格的邊長為a，小球經(jīng)過相鄰兩點的時間間隔為T，則小球通過B點時的豎直分速度大小為____________，小球從Q點運(yùn)動到A點經(jīng)歷的時間為____________。8．（2022·廣東·順德一中模擬）某同學(xué)利用圖（a）所示裝置研究平拋運(yùn)動的規(guī)律。實驗時該同學(xué)使用頻閃儀和照相機(jī)對做平拋運(yùn)動的小球進(jìn)行拍攝，頻閃儀每隔0.05s發(fā)出一次閃光，某次拍攝后得到的照片如圖（b）所示（圖中未包括小球剛離開軌道的影像）。圖中的背景是放在豎直平面內(nèi)的帶有方格的紙板，紙板與小球軌跡所在平面平行，其上每個方格的邊長為5cm。該同學(xué)在實驗中測得的小球影像的高度差已經(jīng)在圖（b）中標(biāo)出。完成下列填空：（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）（1）小球運(yùn)動到圖（b）中位置A時，其速度的水平分量大小為___________m/s，豎直分量大小為___________m/s；（2）根據(jù)圖（b）中數(shù)據(jù)可得，當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊拇笮開__________m/s2。（3）請談此實驗應(yīng)注意哪些操作（說兩個操作）：______________________________________。9．（2022·遼寧丹東·二模）利用頻閃儀給運(yùn)動物體拍照是研究物體做變速運(yùn)動常用的實驗手段。在暗室中，照相機(jī)的快門處于常開狀態(tài)，頻閃儀每隔一定時間發(fā)出一次短暫的強(qiáng)烈閃光，照亮運(yùn)動的物體，于是膠片上記錄了物體在幾個閃光時刻的位置。某物理小組利用圖甲所示裝置探究平拋運(yùn)動的規(guī)律。他們分別在該裝置正上方A處和右側(cè)正前方B處安裝了頻閃儀并進(jìn)行了拍攝，得到的頻閃照片如圖乙所示，O為拋出點，P為運(yùn)動軌跡上某點。根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律分析下列問題（g取10m/s2）。（1）下面說法正確的是_____（填選項前的字母）。A．使用密度大、體積小的小球B．必須測出平拋小球的質(zhì)量C．斜槽軌道末端切線水平D．盡量減小小球與斜槽之間的摩擦力（2）圖乙中，頻閃儀B所拍攝的頻閃照片為乙圖中的_________（選填“a”或“b”）。（3）測得圖乙（a）中OP距離為45cm，（b）中OP距離為30cm，小球在P點速度大小應(yīng)為_______m/s。（結(jié)果可用根號表示）10．（2022·新疆·疏勒縣實驗學(xué)校模擬）小明用如圖甲所示的裝置“研究平拋運(yùn)動及其特點”，他的實驗操作是：在小球A、B處于同一